FAKTOR - FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN BAKTERI ASAM LAKTAT

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Bakteri asam laktat merupakan bakteri yang bersifat gram positif, tidak membentuk flora, dan dapat membentuk koki, kokobasili atau batang, katalase negatif, non-motil atau sedikit motil, mikroaerofilik sampai anaerob, toleran terhadap asam, kemoorganotrofik, dan membutuhkan suhu mesofilik (Salminen dan Von Wright, 1998). Sifat terpenting dari bakteri asam laktat adalah kemampuannya untuk memfermentasi gula menjadi asam laktat.

Produksi asam inilah yang pada akhirnya dapat menghambat pertumbuhan mikroba lain yang tidak diinginkan dan membantu meningkatkan absorpsi mineral (termasuk kalsium). Penuruan absorpsi mineral terjadi akibat gerakan peristaltik usus yang semakin cepat. Namun, tidak semua bakteri asam laktat dapat di klaim sebagai probiotik. Probiotik adalah mikroba hidup yang memberikan efek menguntungkan bagi kesehatan manusia.

Beberapa persyaratan agar bakteri asam laktat dapat diklasifikasikan sebagai probiotik adalah: (1) stabil terdapat asam (terutama asam lambung) dan garam empedu, (2) mampu bertahan hidup selama berada bagian atas usus kecil, (3) dapat memproduksi senyawa antimikroba, (4) mampu menempel dan mengolonisasi sel manusia, (5) tumbuh baik dan berkembang dalam saluran pencernaan, (6) aman digunakan oleh manusia, serta (7) mampu membentuk lingkungan mikroflora yang normal dan seimbang. Beberapa jenis bakteri asam laktat yang sering digunakan sebagai probiotik adalah Lactobacillus dan Bifidobacteria.

Bakteri asam laktat mempunyai banyak klaim kesehatan. Selain mempertahankan imunitas dan mencegah penggunaan antibiotik, bakteri asam laktat juga mempunyai manfaat lain, seperti: mencegah kanker kolon, memperbaiki metabolisme lemak, mengurangi kadar kolesterol darah, memperbaiki pencernaan, dna stimulasi gastrointestinal. Bakteri ini juga dapat menekan senyawa beracun hasil metabolisme lemak dan protein serta hasil pemecahan enzim tertentu, sehingga mengurangi beban kerja hati.

Klaim kesehatan lain dari bakteri asam laktat dalah dapat memperbaiki malabsorpsi laktosa (gula susu) didalam tubuh, terutama bakteri Lactobacillus dan Bifidobacteria, sehingga dapat membantu proses pencernaan susu. Selain itu, klaim ini juga mempunyai manfaat ganda, yaitu meningkatkan absorpsi mineral, terutama kalsium yang banyak terdapat pada susu. Menurut Reiner (1989), 75 persen kebutuhan kalsium tubuh dapat di pasok dari susu. Dengan demikian, kehadiran bakteri asam laktat dapat membantu meningkatkan penyerapan kalsium. Namun, salah satu kelemahan probiotik adalah tidak stabil dan tidak efektif. Untuk mencapai usus, bakteri harus melewati beberapa organ tubuh yang menyebabkan bakteri kemungkinan besar mengalami kematian.

Untuk dapat tumbuh bakteri asam laktat memerlukan kondisi yang khusus. Maka dari itu disini akan dibahas mengenai faktor – faktor tumbuh dari bakteri asam laktat, yang secara umum sama dengan bakteri yang lainnya.

1.2  Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam penulisan paper ini adalah apa saja faktor – faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri asam laktat.

1.3  Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan paper ini adalah untuk mengetahui faktor – faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri asam laktat.

1.4  Metode Penulisan

Metode yang digunakan dalam penulisan paper ini adalah metode kepustakaan, yaitu dengan mencari data – data yang mendukung baik dari bahan bacaan yang berupa buku maupun bahan bacaan dari media elektronik.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Faktor – faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroba Secara Umum

2.1.1 Waktu generasi

Waktu generasi adalah waktu yang diperlukan oleh mikroorganisme untuk meningkatkan jumlah sel menjadi dua kali lipat jumlah semula. Kurva pertumbuhan mikroorganisme terdiri atas empat fase yaitu fase penyesuaian (lag phase), fase eksponensial atau fase logaritmik, fase stasioner dan fase kematian. Pada fase eksponensial terjadi peningkatan jumlah sel dan digunakan untuk untuk menentukan waktu generasi. Beberapa contoh waktu generasi pada suhu pertumbuhan yang optimal antara lain 30 menit untuk Bacillus cereus, 20 menit untuk Escherichia coli dan Salmonella,  dan 10 menit untuk Clostridium perfringens.

2.1.2 Faktor intrinsik

Faktor intrinsik meliputi pH, aktivitas air (activity of water, aw), kemampuan mengoksidasi-reduksi (redoxpotential, Eh), kandungan nutrien, bahan antimikroba dan struktur bahan makanan.

Ukuran keasaman atau pH adalah log10 konsentrasi ion hidrogen. Lazimnya bakteri tumbuh pada pH sekitar netral (6,5 – 7,5) sedangkan kapang dan ragi  pada pH 4,0-6,5.

Aktivitas air (aw) adalah perbandingan antara tekanan uap larutan dengan tekanan uap air solven murni pada temperatur yang sama ( aw = p/p_o  ). Ini merupakan jumlah air yang tersedia untuk pertumbuhan mikrobia dalam pangan dan bukan berarti jumlah total air yang terkandung dalam bahan makanan sebab adanya adsorpsi pada konstituen tak larut dan absorpsi oleh konstituen larut (mis. gula, garam). Air murni mempunyai  aw 1,0  dan  bahan makanan  yang sepenuhnya terdehidrasi memiliki aw = 0. Bakteri Gram negatif lebih sensitif terhadap penurunan aw dibandingkan bakteri lain. Batas aw minimum untuk multiplikasi sebagian besar bakteri adalah 0,90. Escherichia coli membutuhkan aw minimum sebesar 0,96, sedangkan Penicillium 0,81. Meskipun demikian aw minimum untuk Staphylococcus aureus adalah 0,85.

Kemampuan mengoksidasi-reduksi (redoxpotential, Eh) adalah perbandingan total daya mengoksidasi (menerima elektron) dengan daya mereduksi (memberi elektron). Eh dalam pangan bergantung pada pH, kandungan substansi yang mereduksi, tekanan partial oksigen (pO2) dan kemampuan metabolisasi oksigen. Potensi Eh diukur dalam milivolts (mV). Dalam keadaan teroksidasi ukuran mV makin positif, sedangkan dalam keadaan tereduksi akan semakin negatif. Berdasarkan Eh, mikroorganisme dibagi menjadi aerob, anaerob, fakultatif anaerob dan mikroaerofilik. Mikroorganisme aerob memerlukan keadaan Eh positif, mikroorganisme anaerob memerlukan Eh negatif, mikroorganisme fakultatif anaerob memerlukan keadaan Eh positif atau negatif dan mikroorganisme mikroaerofilik memerlukan Eh sedikit tereduksi.

Pertumbuhan mikroorganisme memerlukan air, energi, nitrogen, vitamin dan faktor pertumbuhan, mineral. Air yang tersedia untuk pertumbuhan mikroorganisme ditentukan oleh aw bahan makanan. Sebagai sumber energi, mikroorganisme memanfaatkan karbohidrat, alkohol dan asam amino yang terdapat dalam bahan makanan. Faktor pertumbuhan yang diperlukan adalah asam amino, purin dan pirimidin, serta vitamin. Salmonella typhi memerlukan triptofan untuk pertumbuhannya, sedangkan Staphylococcus aureus memerlukan arginin, sistein dan fenilalanin.

Beberapa unsur dalam bahan makanan mempunyai sifat antimikroba. Susu sapi mengandung laktoferin, konglutinin, lisozim, laktenin dan sistem laktoperoksidase. Bahan antimikroba dalam telur adalah lisozim, konalbumin, ovomukoid, avidin. Sistem laktoperoksidase terdiri dari laktoperoksidase, tiosianat dan peroksidase. Ketiga komponen ini diperlukan untuk efek antimikroba. Susu kambing mengandung lebih banyak lisozim dibandingkan susu sapi. Meskipun demikian kandungan lisozim susu lebih rendah bila dibandingkan dengan putih telur. Laktoferin adalah protein penangkap Fe dalam susu dan dapat disamakan dengan konalbumin putih telur. Lisozim yang terdapat dalam telur menyebabkan lisis lapisan peptidoglikan dinding sel bakteri. Kandung lisozim dalam telur adalah 3,5 %.

Struktur bahan makanan yang dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme misalnya lemak karkas dan kulit pada karkas unggas dan karkas babi dapat melindungi daging dari kontaminasi mikroorganisme. Kerabang telur yang mempunyai pori-pori sebesar 25-40 µm dapat mempersulit masuknya mikroorganisne ke dalam telur walau tidak dapat mencegah tetap masuknya mikroorganisme. Mikroorganisme akan ditahan oleh lapisan membran dalam yang mencegah masuknya mikroorganisme ke albumen. Daging giling atau daging yang sudah dipotong menjadi bagian lebih kecil akan lebih memberi kemudahan bagi mikroorganisme untuk berkembang biak dibandingkan dengan pada daging karkas.

2.1.3 Faktor ekstrinsik

Faktor ekstrinsik yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme adalah suhu penyimpanan dan faktor luar lainnya yang pada prinsipnya berhubungan dengan pengaruh atmosferik seperti kelembaban, tekanan gas/keberadaan gas, juga cahaya dan pengaruh sinar ultraviolet.

Berdasarkan suhu optimumnya, mikroorganisme dibagi menjadi psikrofil dengan suhu optimum kurang dari + 20 °C, mesofil (+20° s/d + 40 °C) dan termofil (lebih dari +40 °C). Pada suhu minimum terjadi perubahan membran sel sehingga tidak terjadi transpor zat hara. Sebaliknya pada suhu maksimum terjadi denaturasi enzim, kerusakan protein dan lipida pada membran sel yang menyebabkan lisisnya mikroorganisme. Mikroorganisme patogen biasanya termasuk ke dalam kelompok mesofil. Pengaruh suhu rendah pada mesofil adalah inaktivasi dan perubahan struktur protein permease. Kapang mempunyai kisaran pertumbuhan yang lebih luas dibandingkan bakteri, sedangkan ragi mampu tubuh pada kisaran psikrofil dan mesofil. Mikroorganisme juga dapat diklasifikasikan menurut resistensinya terhadap temperatur yang tidak menguntungkan yaitu psikrotrof (tumbuh pada suhu kurang dari + 7 °C) dan termotrof (tumbuh pada suhu lebih dari + 55 °C).

Kelembaban lingkungan (relative humidity, RH) penting bagi aw bahan makanan dan pertumbuhan mikroorganisme pada permukaan bahan makanan. Ruang penyimpanan yang memiliki RH rendah akan menyebabkan bahan makanan yang tidak dikemas mengalami kekeringan pada permukaannya dan dengan demikian mengubah nilai aktivitas airnya.Produk bahan makanan yang kering ini bila dibawa ke lingkungan yang lembab (RH tinggi) akan menyerap kelembaban sehingga permukaannya dapat ditumbuhi jamur. Hal yang sama akan terjadi bila bahan makanan yang telah didinginkan dibawa ke lingkungan yang lebih hangat. Hal ini akan menyebabkan kondensasi air di bagian permukaannya. Proses ini penting untuk diperhatikan pada pengepakan produk yang dapat membusuk, karena biasanya ruang pengepakan lebih hangat dibandingkan dengan ruang pendingin, sehingga akan terbentuk lapisan tipis air kondensasi. Hal ini akan menyebabkan peningkatan aktivitas air yang pada gilirannya dapat mempermudah pertumbuhan mikroorganisme.

Penyimpanan bahan makanan di ruang terbuka meningkatkan kadar CO2 sampai 10 % yang dapat dicapai dengan menambahkan es kering (CO2) padat. Penghambatan oleh CO2 meningkat sejalan dengan menurunnya suhu karena solubilitas CO2  meningkat pada suhu rendah. Bakteri Gram negatif lebih rentan terhadap CO2 dibandingkan bakteri Gram positif. Pseudomonas paling rentan sedangkan bakteri asam laktat serta bakteri anaerob paling tahan.

Adanya cahaya dan sinar ultra violet dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme dan kerusakan toxin yang dihasilkannya, misalnya pada Aspergillus ochraceus.

2.1.4 Faktor proses

            Semua proses teknologi pengolahan bahan makanan mengubah lingkungan mikro bahan makanan tersebut. Proses tersebut dapat berupa pemanasan, pengeringan, modifikasi pH, penggaraman, curing, pengasapan, iradiasi, tekanan tinggi, pemakaian medan listrik dan pemberian bahan imbuhan pangan.

2.1.5 Faktor implisit

Faktor lain yang berperan adalah faktor implisit yaitu adanya sinergisme atau antagonisme di antara mikroorganisme yang ada dalam “lingkungan” bahan makanan. Ketika mikroorganisme tumbuh pada bahan makanan dia akan bersaing untuk memperoleh ruang dan nutrien. Dengan demikian akan terjadi interaksi di antara mikroorganisme yang berbeda. Interaksi ini dapat saling mendukung maupun saling menghambat (terjadi sinergisme atau antagonisme).

2.2 Faktor – faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Bakteri Asam Laktat

Pada umumnya faktor – faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri asam laktat sama dengan faktor – faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba pada umunya.

Bakteri asam laktat merupakan bakteri yang bersifat gram positif, tidak membentuk flora, dan dapat membentuk koki, kokobasili atau batang, katalase negatif, non-motil atau sedikit motil, mikroaerofilik sampai anaerob, toleran terhadap asam, kemoorganotrofik, dan membutuhkan suhu mesofilik (Salminen dan Von Wright, 1998). Sifat terpenting dari bakteri asam laktat adalah kemampuannya untuk memfermentasi gula menjadi asam laktat.

Produksi asam inilah yang pada akhirnya dapat menghambat pertumbuhan mikroba lain yang tidak diinginkan dan membantu meningkatkan absorpsi mineral (termasuk kalsium). Penuruan absorpsi mineral terjadi akibat gerakan peristaltik usus yang semakin cepat. Namun, tidak semua bakteri asam laktat dapat di klaim sebagai probiotik. Probiotik adalah mikroba hidup yang memberikan efek menguntungkan bagi kesehatan manusia.

Beberapa anggota kelompok ini mengandung baik rods (lactobacillus dan carnobacteria) juga cocci (streptococci). Spesies bakteri asam laktat yang berbeda (seperti Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Aerococcus, Enterococcus, Vagococcus, Lactobacillus, Carnobacterium) telah beradaptasi untuk bisa tumbuh pada kondisi lingkungan yang berbeda-beda.

            Faktor – faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri asam laktat antara lain :

1.      Suhu / temperatur

Suhu optimum yaitu suhu dimana pertumbuhan berlangsung paling cepat dan optimum adalah 30 - 37°C. Suhu dapat mempengaruhi mikroba dalam dua cara yang berlawanan :
1)    Apabila suhu naik maka kecepatan metabolisme naik dan pertumbuhan dipercepat. Sebaliknya apabila suhu turun, maka kecepatan metabolisme akan menurun dan pertumbuhan diperlambat.
2)    Apabila suhu naik atau turun secara drastis, tingkat pertumbuhan akan terhenti, kompenen sel menjadi tidak aktif dan rusak, sehingga sel-sel menjadi mati.

Temperatur inkubasi, lamanya inkubasi dan media nutrien adalah faktor-faktor yang sangat penting ketika mengisolasi bakteri asam laktaat. Temperatur air inkubasi dan kadar gula pada media merupakan dua hal penting bagi beberapa strain bakteri asam laktat karena lambatnya laju pertumbuhan mereka dan karena mereka membutuhkan gula untuk sumber karbon dan energi, nukleotida, asam lemak, asam amino dan vitamin dalam habitatnya.

2.      Suplai nutrisi

Mikroba sama dengan makhluk hidup lainnya, memerlukan suplai nutrisi sebagai sumber energi dan pertumbuhan selnya. Unsur-unsur dasar tersebut adalah : karbon, nitrogen, hidrogen, oksigen, sulfur, fosfor, zat besi dan sejumlah kecil logam lainnya. Ketiadaan atau kekurangan sumber-sumber nutrisi ini dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba hingga pada akhirnya dapat menyebabkan kematian.

Salah satu faktor yang mempengaruhi bakteri asam laktat adalah kompetisi untuk nutrien. Bakteri asam laktat secara alami hidup di lingkungan yang kaya nutrien, misalnya susu dan produk-produk tumbuhan. Bakteri asam laktat membutuhkan nutrisi untuk kehidupan dan pertumbuhannya yang meliputi sumber karbon, sumber nitrogen, sumber energi dan faktor pertumbuhan (mineral dan vitamin). Nutrisi tersebut digunakan untuk membentuk energi dan menyusun komponen sel.

3.      Keasaman / kebasaan

Setiap organisme memiliki kisaran pH masing-masing dan memiliki pH optimum yang berbeda-beda. Kebanyakan mikroorganisme dapat tumbuh pada kisaran ph 8,0 – 8,0 dan nilai pH di luar kisaran 2,0 sampai 10,0 biasanya bersifat merusak. Untuk bakteri asam laktat dapat tumbuh pada pH dalam keadaan asam.

4.      Ketersediaan oksigen

Mikroorganisme memiliki karakteristik sendiri-sendiri di dalam kebutuhannya akan oksigen. Mikroorganisme dalam hal ini digolongkan menjadi :

1)   Aerobik                             : hanya dapat tumbuh apabila ada oksigen bebas.

2)   Anaerob                            : hanya dapat tumbuh apabila tidak ada oksigen bebas.

3)   Anaerob fakultatif            : dapat tumbuh baik dengan atau tanpa oksigen bebas.

4)    Mikroaerofilik                  : dapat tumbuh apabila ada oksigen dalam jumlah kecil.

Untuk bateri asam laktat ada yang dapat tumbuh pada keadaan aerobik sampai anaerobik.

Dalam melakukan isolasi bakteri asam laktat diperlukan kondisi yang dapat mendukung pertumbuhan bakteri asam laktat. Isolasi bakteri asam laktat kegiatannya meliputi pengenceran, pemupukan, pemurnian, pengayaan, dan penyimpanan bakteri asam laktat dalam gliserol stock. Media yang digunakan adalah MRS (de Mann, Rogosa, Sharpe) baik dalam bentuk padat maupun cair, media Mueller Hinton Agar s Trypticase Soy Broth (TSB).

2.3 Peranan Bakteri Asam Laktat Terhadap Kesehatan Manusia

Peranan bakteri asam laktat terhadap imunitas manusia ialah sebagai berikut:
a.Meningkatkan respon imun humoral

Bakteri asam laktat (probiotik) akan meningkatkan respon imun humoral. Penelitian menunjukkan bahwa sel yang memproduksi IgA lebih sedikit pada hewan coba dibandingkan dengan yang mendapat probiotik. Terdapat peningkatan jumlah sel yang memproduksi IgA pada kelompok mencit yang mendapatkan L. Casei. Peningkatan sekresi IgA cukup untuk mencegah saluran cerna. Pemberian Lactobacillus dapat meningkatkan produksi sistem imun IgA lokal dan meningkatkan produksi IgA yang disekresi ke limen intestinal memberikan pertahanan mukosa terhadap Salmonella typhimurium. Hal ini mengindikasikan adanya fungsi Lactobacillus sebagai imunoadjuvant dan hanya Lactobacillus yang hidup saja dapat menstimulasi respon antibodi terhadap antigen spesifik lokal dan sistemik.

b.Meningkatkan respon seluler

Probiotik Lactobacillus GG memiliki kemampuan unutuk meningkatkan imunitas mukosa intestinal yaitu peningkatan jumlah sel penghasil terutama IgA dan sel penghasil imunoglobin yang lain, merangsang pelepasan interferon lokal yang memfasilitasi transport antigen serta meningkatkan ambilan antigen oleh Payer`s patches.

c.Meningkatkan produksi sitokin

Streptococcus thermophilus yang secara komersial terdapat di yoghurt meningkatkan produksi sitokin TNF dan IL-6 melalui sel makrofag.

d.Meningkatkan imunitas nonspesifik

Adanya kemampuan memproduksi asam laktat, bakteri asam laktat mampu meningkatkan efek fagositosis terhadap patogen. Peran nonspesifik lain dari bakteri asam laktat yaitu mampu menurunkan reaksi hipersensitifitas terhadap susu sapi .

Selain berperan dalam sistem imun manusia, bakteri asam laktat yang terkandung dalam yoghurt juga mampu mengatasi masalah intoleransi laktosa. Asam laktat yang dihasilkannya akan meningkatkan aktivitas enzim laktase usus halus (Subijanto, MS, 2006).

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Bakteri asam laktat dalam pertumbuhannya memerlukan pfaktor – faktor yang dapat mendukung pertumbuhannya. Secara umum faktor – faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri asam laktat sama dengan mikroba pada umumnya. Secara spesifik faktor tumbuh dari bakteri asam laktat antara lain temperatur yang berkisar antara 30 - 37°C, memerlukan lingkuangan yang kaya akan dengan nutrient, dalam keadaan suasana asam, dan dalam keadaan aerobik sampai anaerobik.

3.2 Saran

Dalam menumbuhkan bakteri asam laktat penting untuk diperhatikan faktor – faktor tumbuh dari bakteri asam laktat tersebut agar bakteri asam laktat tersebut dapat tumbuh dengan optimal.

DAFTAR PUSTAKA

Bakteri Asam Laktat. Diakses dari http://puguh.com/2009/09/27/bakteri-asam-laktat/comment-page-1/. Diakses pada tanggal 9 Nopember 2009

Bakteri Asam Laktat. Diakses dari http://whatawonderfulnature.blogspot.com/2009/06/bakteri-asam-laktat.html Pada tanggal 9 Nopember 2009

Faktor Apa Yang Memungkinkan Adanya Bakteri Asam Laktat Di Dalam Salad (Misalnya Salad Kepiting). Diakses dari http://www.food-info.net/id/qa/qa-saf24.htm pada tanggal 9 Nopember 2009

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN MIKROBA. Diakses dari http://rachdie.blogsome.com/2006/10/14/faktor-yang-mempengaruhi-pertumbuhan-mikroba/ pada tanggal 30 Oktober 2009

Isolasi Bakteri Asam Laktat Penghasil Antimikroba. Diakses dari http://iqbalali.com/2008/03/30/isolasi-bakteri-asam-laktat-penghasil-antimikroba/ Pada tanggal 9 Nopember 2009

Perbandingan Kualitas Moromi Kedelai Edamame Dan Moromi Kedelai Lokal Menggunakan Kultur Tunggal Lactobacillus Delbrueckii Fncc-045. Diakses dari www.google.com pada tanggal 9 Nopember 2009

Yudhabuntara, Doddi. Pengendalian Mikroorganisme dalam Bahan Makanan Asal Hewan. Diases dari www.google.com pada tanggal 9 Nopember 2009